3.3 系统设计的优化与实现 课件-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

系统设计的优化与实现 说课教师：王娟 通用技术 技术与设计2 3.3 1 系统设计的优化 对流程的改进过程 流程的优化 对系统的改进过程 系统的优化 2 系统的优化 系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。 最小的成本 最短的工期 最少的能耗 单位面积的土地 最大的利润 更多的工程量 更多的产品 尽可能高的农业产量 3 案例：农作物种植系统的优化——农业间作套种 约束条件 目标 根据农作物的生长特性、天气、气候等，利用农作物生长的季节差、时间差，把相同或不同类的农作物种植在一起，有“麦、棉、菜”“麦、瓜、棉、玉米”等多种套种模式供选择，实现增产、增收，提高土地利用率。 某地区因地制宜地选择了“麦、棉、瓜、红薯”的套种模式，在正常天气条件下，按照套种的技术要求操作，夏季可收小麦350-400千克/亩、红薯2500千克/亩、无籽西瓜5000千克/亩，秋季产籽棉225千克/亩，平均每亩收入超过3000元，比原先提高了近五成。 目标的体现：土地单位面积农作物收益总和 4 案例：农作物种植系统的优化——农业间作套种 优化目标 影响因素 约束条件 A.实现增产、增收，提高土地利用率。 B.农作物的生长特性、天气、气候等。 目标函数 C.优化目标与土地单位面积收益之间的关系。 D.套种的技术水平、田间管理、病虫害防治等。 （2）约束条件与影响因素有什么不同？ 可以人为调节 不能人为调节 （1）请连线下列四项解释与对应的名词 5 案例：农作物种植系统的优化——农业间作套种 目标与目标函数： 约束条件： 影响因素： 目标与收益总和之间的关系； 对目标函数起限制作用，不能人为调节 对目标函数产生影响，可人为调节。 进行系统优化应考虑的三个要素 用数学公式或图表等描述目标与收益的关系。 6 利润问题 7 系统优化的方案 为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。 无论什么方法都需要经过若干次完善和验证。 定量分析计算 当无法确切描述目标函数： 8 学习反思 这种说法不正确。 在一个系统中，即使每个要素都不是十分完善，但它们也可以协调、综合成为具有良好功能的系统； 反之，即使每个要素都是良好的，但作为整体却不具备某种良好的功能，就不能称之为最优的系统。 要达到系统的优化目标，系统的各子系统的目标必须达到最优，这一说法正确吗？ 9 任务二 实现校园雨水收集与利用系统的设计方案 一般情况下，系统设计的实现应包括设计方案的呈现和模型或原型的制作与测试。 模型或原型的制作与测试包括实物模型的设计，加工图纸、加工材料和工艺的选择，加工制作过程及模型的最终呈现等 对模型的测试是对系统进行总体技术设计评价。评价有多种形式，对于实体系统设计而言，就需要对模型或原型进行实际运行测试和评价。 10 案例实现 11 案例实现 12 案例实现 一般情况下，照明10A，插座16A，柜式空调20A，进户40-60A。 配电箱内应设动作电流30mA的漏电保护器 13 案例实现 2．电路的设计 杨挥家用电负荷最大值约为15.6kw，通过最大电流15600w/220v=70.9A,电流过大各线路必须采用单独的电路回路。室内配电系统采用多回路形式，本例设计有照明回路、插座回路、空调回路，对于厨房、浴室设立单独回路。 14 案例实现 3．导线与电器设备选择 （1）导线:为了防火、维修及安全，最好选用有长城标志的“国标” 塑料或橡胶绝缘保护层的单股铜芯电线，线材槽载面积一般是：照明用线选用1.5平方毫米，插座用线选用2.5平方毫米，空调用线不得小于4平方毫米，接线选用绿黄双色线，接开关线(火线)用红、白、黑、紫等任一种。但在同一家装工程中用线的颜色用途应一致。 （2）电器设备：电源配电箱、电表、控制开关漏电保护开关、电源插座、开关面板、插座的选材面板的尺寸应与预埋的接线盒的尺寸一致；表面光洁、品牌标志明显，有防伪标志和国家电工安全认证的长城标志；开关开启时手感灵活，插座稳固，铜片要有一定的厚度；面板的材料应有阻燃性和坚固性。 15 案例实现 16 3、线路布置 1．智能系统：在住宅电气线路设计中应预埋电话线、有线电视信号线、视频线、网络线，在客厅和三间睡房预埋电话线、有线电视信号线、视频线、选择其中一间睡房作为书房，预埋网络线。 2．照明回路：在睡房、客厅、饭厅、厨房、浴室、凉台室安装一个主光源吊灯，在睡房和客厅的墙壁上安装辅助光源壁灯。 3．功能电路：厨房放置冰箱、电饭堡、电热水器，排气扇电源插座，浴室安装淋浴器、洗衣机的电源插座，睡房和客厅安装空调的电源插座，书房安装娱乐电视机、音响、电脑等的电源插座都是独立的电源回路。 案例实现 17 第1题：根据《住宅建筑规范》5036